固体电子学中的等离子体技术PDF电子书下载

第一章绪论 1

目 录 1

第二章气体放电中的物理过程 5

§2.1气体放电概述 5

2.1.1气体放电的基本形式 5

2.1.2气体放电的物理过程 6

§2.2激发和电离 7

2.2.1 原子和分子的能态 7

2.2.3电离 8

2.2.4亚稳态 8

2.2.2激发 8

§ 2.3气体中的碰撞过程 9

2.3.1弹性碰撞和非弹性碰撞 10

2.3.2 平均自由行程和碰撞截面 11

2.3.3激发几率和电离几率 13

§2.4气体的电离 14

2.4.1电子碰撞电离 14

2.4.2离子、原子碰撞电离 16

2.4.3逐级碰撞电离 17

2.4.4光电离和热电离 18

2.4.5负离子的形成和电荷转移 19

2.4.6去激发和复合 20

2.5.1 固体表面能级和逸出功 22

§2.5 表面发射 22

2.5.2电子和离子轰击的电子发射 23

2.5.3光电子发射 25

2.5.4场致发射和热发射 25

§2.6带电粒子的迁移和扩散 27

2.6.1迁移运动和迁移率 27

2.6.2扩散运动和扩散系数 29

§2.7 电子雪崩和放电自持过程 30

2.7.1 汤生放电理论 30

2.7.2碰撞电离系数 33

2.7.3帕邢定律 34

参考文献 36

第三章辉光放电和低温等离子体 37

§3.1 等离子体的基本特性 37

3.1.1概述 37

3.1.2等离子体的温度 37

3.1.3等离子体的屏蔽效应 39

3.1.4浮置极板上鞘层的形成 41

3.1.5 Bohm鞘层判据 42

3.1.6双极性扩散 45

3.1.7等离子体振荡 46

§3.2直流辉光放电 48

3.2.1放电区的结构和分布 48

2.2.2阴极鞘层中的过程和特性 50

3.2.3阳极鞘层特征 55

3.2.4辉光过程 56

§3.3射频辉光放电 59

3.3.1 高频放电的一般现象 59

3.3.2采用射频电压的必要性 60

3.3.3射频电极的自偏压 61

3.3.4射频放电的效率 63

3.3.5射频放电的鞘层 64

参考文献 66

第四章低温等离子体特性的诊断 68

§4.1 静电探针及其应用 68

4.1.1 单探针特性和等离子体参数 69

4.1.2双探针 72

4.1.3探针在等离子体工艺研究中的应用 74

4.1.4探针的结构 79

4.1.5测量电路 79

4.1.6测量中的基本问题 80

§4.2发射光谱在等离子体工艺中的应用 81

4.2.1 光谱测量 81

4.2.2等离子体的光谱诊断 82

4.2.3发射光谱在等离子体工艺研究中的应用 84

§4.3 质谱在等离子体工艺中的应用 92

4.3.1质谱测量装置 92

4.3.2质谱分析 94

4.3.3质谱在等离子体刻蚀工艺研究中的应用 96

4.3.4终点检测 97

4.3.5质谱和发射光谱的比较 98

4.3.6质谱分析的其他应用 98

§4.4 低温等离子体的其他分析诊断方法 99

4.4.1红外吸收光谱 99

4.4.2次级离子质谱（S1MS） 100

4.4.3电子顺磁共振（EPR）谱 101

4.4.4激光诱导荧光（LIF）谱 101

参考文献 102

§5.1溅射的特性和机理 104

5.1.1溅射特性 104

第五章溅射技术的机理和应用 104

5.1.2溅射机理 111

§5.2溅射淀积 113

5.2.1淀积过程 113

5.2.2影响淀积速率的因素 114

5.2.3溅射淀积工艺对设备的基本要求 117

§5.3 薄膜生长机理及影响薄膜生长和特性的因素 118

5.3.1薄膜形成过程 118

5.3.2影响溅射薄膜生长和特性的因素 119

§5.4各种溅射淀积方法 121

5.4.1 偏压溅射和非对称射频溅射 122

5.4.2反应溅射 123

5.4.3三极（四极）直流溅射 124

5.4.4用磁场增强离化和磁控溅射 125

5.4.5射频溅射 128

5.4.6离子束溅射 130

参考文献 131

第六章溅射镀膜装置及其设计原理 133

§6.1 直流二极溅射装置 133

§6.2 射频溅射淀积与射频放电等效电路 134

§6.3溅射用射频源的设计考虑 135

6.3.1 自激振荡器原理 135

6.3.2振荡回路 136

§6.4阻抗匹配网络 138

6.4.2射频匹配网络 139

6.4.1负载的匹配 139

§6.5 实用溅射装置的电路及结构 143

6.5.1 几种射频溅射台的实用电路 143

6.5.2实用溅射装置的结构 146

§6.6偏压溅射 147

§6.7等离子体溅射装置 147

§6.8平面磁控溅射 148

§6.9柱面磁控溅射 155

参考文献 157

7.1.1历史背景 158

7.1.2干法刻蚀类型和特点 158

§7.1干法刻蚀概述 158

第七章等离子体刻蚀和反应离子刻蚀 158

§7.2干法刻蚀机理 162

7.2.1等离子体刻蚀中的化学过程 162

7.2.2离子轰击溅射刻蚀 163

7.2.3反应离子刻蚀 163

§7.3刻蚀的基本要求 165

7.3.1定向刻蚀 166

7.3.2选择比 169

7.3.3表面损伤和玷污 171

§7.4刻蚀装置和工艺条件 173

7.4.1刻蚀装置 173

7.4.2刻蚀工艺 180

§7.5 刻蚀在不同材料上的应用 186

参考文献 192

第八章反应离子刻蚀系统及其设计原理 194

§8.1 概述 194

§8.2 反应室 196

§8.3真空锁和自动送片机构 198

§8.4气路系统 199

§8.5真空抽气系统 203

§8.6 射频电源 207

§8.7等离子体刻蚀装置的自动控制系统 209

参考文献 212

§9.1 引言 214

§9.2 PCVD系统中的等离子体性质 214

第九章等离子体化学气相淀积（PCVD） 214

§9.3 PCVD法淀积薄膜的设备与工艺 218

9.3.1 设备 218

9.3.2淀积薄膜的工艺 221

9.3.3工艺参数对淀积速率和薄膜质量的影响 223

§9.4淀积薄膜的性质 232

9.4.1氮化硅膜的性质 233

9.4.2二氧化硅膜的性质 234

9.4.3非晶硅膜的性质 235

§9.5 PCVD技术的应用 236

参考文献 240

§10.1 有机抗蚀剂的辐照特性 242

第十章等离子体显影 242

§10.2 显影过程中微细图形的轮廓变化和模拟 245

§10.3 有机抗蚀剂的耐干刻性和干法显影用的有机抗蚀剂 249

§10.4等离子体显影和全干式微电子技术 255

10.4.1用有机抗蚀剂的等离子体显影 255

10.4.2用无机抗蚀剂的等离子体显影 256

10.4.3 自显影和热显影 257

参考文献 260

第十一章等离子体阳极化 262

§11.1 等离子体阳极化技术 262

11.1.1直流辉光放电阳极化 262

11.1.2直流弧光放电阳极化 265

11.1.3射频辉光放电阳极化 266

11.1.4多极磁封等离子体阳极化 267

11.1.5微波放电阳极化技术 268

§11.2 等离子体阳极化的机理和动力学问题 269

§11.3金属和半导体材料等离子体阳极化研究的概况 274

11.3.1铝 274

11.3.2钽和铌 275

11.3.3铅 276

11.3.4硅 277

11.3.5砷化镓 280

11.3.6磷化铟和锑化铟 282

11.3.7镓铝砷和其他合金半导体 283

参考文献 284

第十二章等离子体聚合 286

§12.1 等离子体聚合技术 286

§12.2 等离子体聚合机理和动力学问题 290

§12.3等离子体聚合膜的结构和性质 294

§12.4等离子体聚合技术的应用 298

12.4.1光刻胶的等离子体聚合 298

12.4.2有机电介质薄膜的等离子体聚合 300

12.4.3水溶性晶体的防潮保护膜 303

12.4.4金属材料的防腐蚀保护层 304

12.4.5金属-有机化合物的等离子体共聚合 305

§12.5等离子体诱发聚合 306

参考文献 309